Новости - Натуральное производство ваниллина из возобновляемых ресурсов

I.Introduction

Vanillin является одним из самых популярных и широко используемых вкусовых соединений в мире. Традиционно он был извлечен из ванильных бобов, которые стоят дорого и сталкиваются с проблемами в отношении устойчивости и уязвимостей цепочки поставок. Однако с достижениями в области биотехнологии, особенно в области микробной биотрансформации, появилась новая эра для натурального производства ванилина. Использование микроорганизмов для биологической трансформации естественного сырья обеспечило экономически жизнеспособный путь для синтеза ванилина. Этот подход не только учитывает проблемы устойчивости, но и предлагает инновационные решения для индустрии вкуса. Исследования, проведенные Институтом науки и техники SRM (SRMIST), предоставили всесторонний обзор эклектичных подходов к биологическому синтезу ванилина и их применения в пищевом секторе, суммируя различные методы биологического синтеза ванилина из разных подложков и различных применений в пищевой промышленности.

II Как получить натуральный ванилин от возобновляемых ресурсов

Использование феруловой кислоты в качестве субстрата

Фереловая кислота, полученная из таких источников, как рисовые отруби и овсяные отруби, демонстрирует структурное сходство с ваниллином и служит широко используемым субстратом предшественника для производства ванилина. Для производства ваниллина из ферриловой кислоты использовались различные микроорганизмы, такие как Pseudomonas, Aspergillus, Streptomyces и грибы. Примечательно, что такие виды, как амиколатопсис и грибки с белыми ротами, были идентифицированы как потенциальные кандидаты на производство ванилина из ферулиновой кислоты. В нескольких исследованиях изучалась выработка ванилина из феруловой кислоты с использованием микроорганизмов, ферментативных методов и иммобилизованных систем, подчеркивая универсальность и потенциал этого подхода.

Ферментативный синтез ванилина из феруловой кислоты включает в себя ключевой фермент ферулойлэстеразу, который катализирует гидролиз эфирной связи в феруловой кислоте, высвобождая ваниллин и другие связанные побочные продукты. Изучая оптимальное количество биосинтетических ферментов ванилина в бесклеточных системах, исследователи разработали улучшенный рекомбинантный штамм Escherichia coli, способный преобразовать феруловую кислоту (20 мм) в ваниллин (15 мм). Кроме того, использование иммобилизации микробных клеток привлекла внимание благодаря ее превосходной биосовместимости и стабильности в различных условиях. Был разработан новый метод иммобилизации для выработки ванилина из феруловой кислоты, что устраняет необходимость в коэнзимах. Этот подход включает в себя коэнзим-независимую декарбоксилазу и коэнзим-независимую оксигеназу, ответственную за превращение ферулиновой кислоты в ванилин. Коаймбилизация FDC и CSO2 позволяет выработать 2,5 мг ваниллина из феруловой кислоты в десяти реакционных циклах, отмечая новаторский экземпляр продукции ванилина посредством иммобилизованного фермента биотехнологии.

Использование эвгенола/изогенола в качестве субстрата

Евгенол и изоугенол, подвергаются биоконверсии, производят ванилин и связанные с ним метаболиты, которые, как было установлено, обладают различными приложениями и значительной экономической ценностью. В нескольких исследованиях изучалось использование генетически модифицированных и природных микроорганизмов для синтеза ванилина от эвгенола. Потенциал для деградации эвгенола наблюдался у различных бактерий и грибов, включая, помимо прочего, Bacillus, Pseudomonas, Aspergillus и Rhodococcus, демонстрируя их способность в производстве ванилина, полученного в эвгеноле. Использование евгенолоксидазы (EUGO) в качестве фермента для производства ванилина в промышленной среде показало значительный потенциал. Юго демонстрирует стабильность и активность в широком диапазоне рН, при этом растворимый Юго увеличивает активность и сокращает время реакции. Более того, использование иммобилизованного EUGO позволяет восстановить биокатализатор в до 18 циклов реакции, что приводит к более чем в 12 раз увеличить выход биокатализатора. Точно так же иммобилизованный фермент CSO2 может способствовать превращению изоугенола в ванилин, не полагаясь на коэнзименты.

Другие субстраты

В дополнение к феруловой кислоте и эвгенолу, были идентифицированы другие соединения, такие как валиновая кислота и фенилпропаноиды C6-C3, были идентифицированы как потенциальные субстраты для выработки ванилина. Валиновая кислота, произведенная как побочный продукт деградации лигнина или в качестве компонента, конкурирующего в метаболических путях, считается ключевым предшественником продукции ванилина на основе био. Кроме того, предоставление понимания использования фенилпропаноидов C6-C3 для синтеза ванилина предоставляет уникальную возможность для устойчивых и инновационных инноваций в ароматике.

В заключение, использование возобновляемых ресурсов для натурального производства ванилина посредством микробной биотрансформации является знаковой разработкой в ароматической отрасли. Этот подход предлагает альтернативный, устойчивый путь для производства ванилина, решающий проблемы устойчивости и снижение зависимости от традиционных методов экстракции. Разнообразные применения и экономическая ценность ванилина во всей пищевой промышленности подчеркивают важность дальнейших исследований и разработок в этой области. Будущие достижения в области натурального производства ванилина могут революционизировать индустрию вкуса, обеспечивая устойчивые и экологически чистые альтернативы для инноваций вкуса. Поскольку мы продолжаем использовать потенциал возобновляемых ресурсов и биотехнологических достижений, производство натурального ванилина из различных субстратов представляет собой многообещающий путь для устойчивых инноваций в аромате.

Iii. Каковы преимущества использования возобновляемых ресурсов для производства натурального ванилина

Экологически чистый:Использование возобновляемых ресурсов, таких как растения и отходы биомассы для производства ванилина, может снизить потребность в ископаемом топливе, уменьшить негативное воздействие на окружающую среду и сократить выбросы парниковых газов.

Устойчивость:Использование возобновляемых ресурсов обеспечивает устойчивое предложение энергии и сырья, помогая защитить природные ресурсы и удовлетворить потребности будущих поколений.

Защита от биоразнообразия:Посредством рационального использования возобновляемых ресурсов могут быть защищены дикие растительные ресурсы, что способствует защите биоразнообразия и поддержанию экологического баланса.

Качество продукта:По сравнению с синтетическим ванилином, натуральный ванилин может иметь больше преимуществ в качестве аромата и натуральных характеристик, что поможет улучшить качество вкуса и ароматических продуктов.

Уменьшить зависимость от ископаемого топлива:Использование возобновляемых ресурсов помогает снизить зависимость от дефицитного ископаемого топлива, что полезно для энергетической безопасности и разнообразия энергетической структуры. Надеюсь, приведенная выше информация может ответить на ваши вопросы. Если вам нужен справочный документ на английском языке, дайте мне знать, чтобы я мог предоставить его вам.

IV Заключение

Потенциал использования возобновляемых ресурсов для производства натурального ванилина в качестве устойчивой и экологически чистой альтернативы является значительным. Этот метод имеет перспективы при удовлетворении растущего спроса на естественный ванилин, одновременно снижая зависимость от методов синтетического производства.

Natural Vanillin занимает решающую позицию в ароматической индустрии, ценится за его характерный аромат и широко распространенное использование в качестве ароматизатора в различных продуктах. Крайне важно подчеркнуть важность натурального ванилина как востребованного ингредиента в продовольствии, напитках и ароматических отраслях из-за его превосходного сенсорного профиля и потребительского предпочтения природных вкусов.

Кроме того, область натурального производства ванилина предоставляет существенные возможности для дальнейших исследований и разработок. Это включает в себя изучение новых технологий и инновационных подходов для повышения эффективности и устойчивости производства натурального ванилина из возобновляемых ресурсов. Кроме того, разработка масштабируемых и экономически эффективных методов производства будет играть ключевую роль в стимулировании широкого распространения природного ванилина в качестве устойчивой и экологически чистой альтернативы в ароматной отрасли.